气候控制的生命周期评估raybet雷竞技最新
8.2.1背景问题
生命周期评估(LCA)汇编了产品整个生命周期的潜在环境因素，包括原材料的获取、生产、产品或服务的使用及其处置。生命周期评估通常被称为“从摇篮到坟墓”。它是:
•比较不同产品的环境影响
•确定环境关键问题，如气候影响raybet雷竞技最新
•改进和优化产品及其生产及其使用。
术语“产品”不仅指材料，还包括过程和服务。
该定义以及整个过程由ISO 14040规范组(CEN, 1999)标准化。该规范提供了一个框架，并定义了关键的方法需求，以使LCA彼此具有可比性，独立于进行LCA分析的机构或国家。
在世界范围内，有几项活动可以改进LCA方法并支持其应用:
•在联合国环境规划署(UNEP)的层面上，生命周期倡议的建立是对各国政府在Malmö宣言(2000年)中对生命周期经济的呼吁的回应。它为促进可持续消费和生产模式的十年方案框架作出贡献，这是约翰内斯堡可持续发展问题世界首脑会议(2002年)所要求的。该倡议开发和传播实用工具，用于评估与产品和服务整个生命周期相关的机会、风险和权衡(环境署，2007年)。
•欧盟委员会(EC)推出了一种简化方法，将ISO 14040的基本方法浓缩为EXCEL计算电子表格，其中已经包含了环境影响的基本数据。其目的是在小型企业中加强LCA活动的应用，以改善其产品或服务的环境和气候相关问题(VHK, 2005;raybet雷竞技最新联合国环境规划署,2007)。
•环境毒理学与化学学会(SETAC)提供了一个国际基础设施，以支持生命周期评估小组在全球范围内推进LCA和相关方法的科学、实践和应用。该组织是一个基础广泛的论坛的协调中心，以确定、解决和沟通有关lca的问题，并通过相互密切合作，促进、协调和指导lca的发展和实施。核心任务包括规划和组织LCA会议和会议(如欧洲和北美年会以及LCA案例研究研讨会)，协调专题工作组，编写和全球整合LCA出版物，以及促进UNEP/SETAC生命周期倡议(UNEP, 2007)。
•丹麦和荷兰等几个国雷竞技手机版app家也有更详细的指南供内部使用，包括LCA活动的数据库。在德国，有几个LCA程序的计算程序是免费的(例如GEMIS， Öko-Institut, 2006)。
碳信息披露项目(CDP)是世界上最大的企业温室气体排放数据存储库之一，作为一个非营利性组织，它在高质量信息的支持下，致力于促进对话，从而对气候变化做出合理的回应(CDP, 2007)。raybet雷竞技最新
8.2.2 LCA方法
通用ISO框架后的LCA包括四个阶段(CEN, 1999):
•在目标和范围定义中，定义了研究的目的和边界条件。
•在生命周期清单阶段收集所研究过程的排放和资源数据。
•在生命周期影响评估阶段，对排放的潜在环境影响以及收集的资源消耗事实进行分析和量化。
•在解释阶段，由LCA团队、客户以及对该主题感兴趣的独立人员组成的小组对结果进行解释，并得出结论。
以下是对四个阶段要制定的项目和问题的更详细的描述。
8.2.2.1第一步:确定目标和范围
在第一个LCA阶段，确定了研究的目的和边界条件。在要描述的问题中，“功能单元”的定义是最重要的，它抓住了研究的功能，因为它提供了与输入和输出相关的参考。表8.3列出了一些与气候有关的研究的功能单元的例子。raybet雷竞技最新
例子 |
典型功能单元 |
运输系统的比较 |
运输一吨原料一公里的距离 |
化学物质产品容器类型的比较 |
一个集装箱装载一吨物资 |
废物处理方法的比较 |
处理一定量的废物，例如一吨都市固体废物 |
原则上，从“生到死”的所有过程都必须包括在这样的研究中。但在实践中，所有那些与所比较的产品相同，因而不影响结果的过程，如机械的生产努力，都可以从研究范围中排除。
下面的生命周期评估范围定义示例演示了生物燃料的一种方法——见表8.4;有关这些技术的详细信息见第10章至第13章。涉及机械和基础设施制造的所有技术措施都被排除在外，因为这些项目对所有工艺都是相同的。然而，有一个选择是否包括生物燃料过程的原料生产，如农业投入或加工原料。这取决于分析的目的。
包括在内 |
被排除在外 |
原料的来源，如生产、开采或提取 将生产或加工的原材料加工成成品。 在生产、制造或加工过程中消耗的材料投入的制造。 原料和成品运输到使用或销售点。 产品使用，如适用，包括燃烧。 生产和使用过程中产生的废物的处理。 |
用于产品或原材料起源、制造、分配、使用和处置的机器和物理基础设施的制造。 用于制造在起源、制造、分配、使用和处置过程中消耗的材料的机器的制造。 与产品的起源、制造、分销、使用和处置没有直接关联的附属办公室和活动(如商务旅行)的运营。 |
8.2.2.2步骤2:全生命周期库存分析
库存分析包括数据收集和计算程序，以量化投入和产出，即资源和排放。这是建立所研究的系统流程图的基础上，其中包含工艺的所有细节和工艺步骤之间的相互联系。在工作的这一阶段可能需要一个定义，即质量和能量通量是重要的，最终可以消除以降低LCA的复杂性。事实上，这种定义的一个先决条件是关于过程效应的知识。这可能是试验和错误过程中前面步骤的结果，这是LCA度量的典型步骤。
数据收集可能是一项耗时的任务。潜在的数据来源可能是来自工艺研究的原始数据，或者来自文献，或者专家判断．
还可以使用公共数据库，如GEMIS数据库(Öko-Institut, 2006)，如果无法提取实际的主要数据(通常情况下)，则可以使用这些数据库为大量流程提供库存数据。
数据必须归一化为功能单元。
8.2.2.3步骤3:生命周期影响评估
生命周期评估的这一步旨在评估所研究系统的潜在环境影响的量级和重要性。它包括三个强制性要素:最重要的是选择i)影响类别，ii)这些类别的指标，以及iii)量化资源和排放对其贡献的模型。这也可能包括指标的排名。在分类步骤中，必须将库存数据分配给影响类别。随后，在表征过程中，必须量化库存数据对所选影响的贡献。
在生命周期评估实践中，建立了下列具有具体指标的影响类别(见表8.5)。表8.5还列举了一些主要影响这些影响类别的物质的例子。除了在ISO 14040之后的LCA中使用的表8.5中给出的影响类别外，环境分析还使用了其他标准，例如每单位产品的能源和材料需求，这也可能对气候产生直接或间接的影响。raybet雷竞技最新
影响类别 |
指示器 |
描述和气候相关性raybet雷竞技最新 |
物质 |
二氧化碳 |
对全球变暖的贡献通过它的吸热能力。价值取决于所考虑的时间范围。通常使用一百年的时间范围。高度气候相raybet雷竞技最新关性。 |
CO2 ch4 n2o sf6 高果糖玉米糖浆,全氟化物 |
|
(CCI3F) |
持久性氯和溴碳氢化合物对平流层臭氧层损耗的贡献。对生物圈的全球影响紫外线辐射及影响关于人类健康。也与气候有关。 |
臭氧消耗物质(见第9章)，氟氯烃 |
影响类别 |
指示器 |
描述和气候相关性raybet雷竞技最新 |
物质 |
光化学臭氧形成势，PCOP(夏季烟雾势) |
乙烯 |
对氧化物质(如臭氧)形成的贡献，主要是在对流层中紫外线辐射的影响下，通过氮氧化物和NMVOCs之间的反应形成的。对人类健康和生态圈的影响(例如对森林的破坏)。没有直接的，而是间接的气候影响。raybet雷竞技最新 |
NMVOCs,甲烷 |
酸化电位，AP |
二氧化硫 |
对环境酸化的贡献。区域的影响。没有直接的气候相关性raybet雷竞技最新，但气溶胶粒子形成后有很强的间接相关性。 |
SO2, NOx, NH4, HF, HCl |
营养潜能，NP |
PO43 - |
对生物质生产的贡献。区域的影响。与气候没有直接关系。raybet雷竞技最新 |
NOx, NH3, NH4" |
潜在癌症(短期和长期) |
“风险单位” |
与某些物质接触后会导致癌症风险。短期和长期影响。没有环境影响，没有气候影响。raybet雷竞技最新 |
Cd Hg Crvi |
为了确定一个工艺对影响类别的贡献有多大，必须考虑相关工艺步骤的所有物质和能量通量的影响及其各自的影响。冲击类别的总和是所有物质“k”在所有工艺步骤中的影响之和。
在一个过程的GWP的情况下，这是由下面的方程给出的:
GWPtotal:总全球变暖潜势GWPioo, k:物质k在100年时间范围内的个体全球变暖潜能值pk:物质k的排放质量
表8.6给出了一个用物质k的个别全球变暖潜能值计算一个简单虚构过程的两种变体的温室气体势的例子(见表7.1;联合国政府间气候变化专门委员会,2007年)。
物质k |
GWPk |
排放ßk(单位/t) |
GWPk* Pk (co2当量/t) |
||
变体1 |
变种2 |
变体1 |
变种2 |
||
氧化亚氮(N2O) |
298 |
12 |
10 |
3576年 |
2980年 |
甲烷(CH4) |
25 |
15 |
12 |
375 |
300 |
Monochlormethane (CH3Cl) |
13 |
0.8 |
1 |
10.4 |
13 |
Tetrachlormethane (CCLt) |
1400年 |
0.045 |
0.060 |
63 |
84 |
二氧化碳(CO2) |
1 |
One hundred. |
200 |
One hundred. |
200 |
总和 |
4124年。4 |
3577年 |
|||
该过程的特征可以是排放五种物质(见列3和列4，关于所考虑的两种变化过程)，具有不同的全球变暖潜能值(见列2)。每种物质的最终全球变暖潜能值分别在列5和列6中给出。如果将第5列和第6列中的值相加，就会得到总全球变暖潜能值。在给定的情况下，变体2与变体1相比具有更低的GWP。因此，如果仅根据全球变暖潜能值作出决定，则选择变体2。
应当指出的是，这不是一个简单的结果:如果只考虑排放量，也会倾向于变体1，因为一氯甲烷(CH3Cl)、四氯甲烷(CCl4)和二氧化碳(CO2)的排放通量较低。因此，只有结合的方法才能得到有效的信息。
8.2.2.4第四步:口译
为了得出与长期评估的目标和范围一致的结论和建议，有必要将清单分析和影响评估的结果结合起来进行解释。这一阶段包括i)确定重大问题，ii)评估数据的完整性、敏感性和一致性，以及iii)结论和建议。
8.2.3 LCA案例研究:综合气候效应比较raybet雷竞技最新废物管理系统
以下章节将给出特定的工业、农业、能源和其他过程的lca示例。他们关注这一过程对气候的影响raybet雷竞技最新，主要是温室气体潜力，即“质量单位二氧化碳当量”。每质量单位产品”。如前所述，LCA方法还包括其他环境负担，在作出全面决策时必须牢记这些负担。因此，下面的例子说明了一个完整的LCA的方法。所有数据均在Soyez(2001)之后。该例子指的是在第12章中详细描述的废物管理技术。
8.2.3.1目标和范围的界定
这项研究的目标是在影响类别方面找到处理城市固体废物的最佳解决方案。这意味着
•比较不同废物管理方案的影响
•识别关键因素和关键路径
•评估政治、经济和技术背景条件的重要性
•通过具体的物流废物管理评估生态效益
•确定最有效的改进策略和措施
•系统分析不确定性
•确定(技术)妥协情况下的最佳值。
系统边界包括预处理设施和垃圾填埋场。不考虑废物收集。对回收的材料和能源给予积分。前处理厂及堆填区运作所消耗的物料及能源均已计算在内。
由于这些技术可以在世界任何地方建立，原则上分析是独立于任何特定国家的。然而，对于具体的解决方案，采用了德国的条件。
计算的参考点是德国废物管理对总影响的具体贡献，即如果所考虑的系统处理的剩余废物总量，则废物管理系统将对每一类废物的总国家影响做出多大的贡献。
8.2.3.2技术说明及功能单元
对于废物处理，可以采用几种技术。根据欧盟的规定，在废物沉积之前必须进行所谓的预处理。原则上，图8.2之后的所有技术都可以应用。
-
- 图8.2废物管理前处理技术方案
本研究包括表8.7之后的特殊废物管理过程。技术细节在第12章中描述。
技术的选择 |
假设和专长 |
未经预处理的堆填区 |
仅用于比较的技术。没有达到欧盟公认的水平。 垃圾填埋前无有机物分解。收集垃圾填埋排放和能源生产堆填气体回收． |
技术的选择 |
假设和专长 |
机械生物预处理(MBP) |
通过强化处理(“腐烂”)有机物的高度分解(例如强制通气8周)和随后的广泛分解。金属分数的回收。利用生物过滤系统收集和清洗预处理废气。 |
燃烧 |
采用炉排燃烧的常规燃烧装置。 |
所有技术的主要功能都是处理废物。因此，作为功能单元，一吨废料的处理是标尺。
8.2.3.3影响评价结果
影响评估使用表8.5中的影响类别进行。图8.3显示了评估结果，作为选定类别对国家(在本特殊情况下为德国)排放清单的贡献。负的值意味着对环境的好处，正的值意味着额外的负担。
-
- 图8.3废物管理技术方案的LCA结果
8.2.3.4解释与结论
图8.3按影响类别列出废物管理方案在环境方面的利与弊。如果只根据一个类别作出决定，则可以就夏季烟雾潜力和气候影响作出明确的决定:燃烧和MBP是更好的选择。raybet雷竞技最新仅就气候raybet雷竞技最新影响而言，MBP将是最佳解决方案。在所考虑的每一类影响中，只有直接沉积才会造成环境负担。其他选择既带来负担，也带来好处。因此，没有一种废物处理方案在每个标准中都是最好的。
全球变暖潜势(GWP)主要由CO2和CH4引起。这些负担来自于能源消耗和垃圾填埋气体排放。然而，这些负担可以通过回收废物部分进行回收或发电来通过信用来平衡，这样MBP和燃烧最终会对气候产生好处。raybet雷竞技最新
垃圾填埋场和MBP的臭氧损耗(ODP)和夏季烟雾潜能值(POCP)主要是由预处理期间和垃圾填埋场排放的氯氟烃(CFC-11, CFC-12)和高挥发性氯代烃引起的。具体负担额超过1%。在燃烧过程中，这些物质几乎完全被破坏，因此在这项技术中不会产生任何负担。另一方面，在燃烧设施中，能量被回收，这带来了好处。对于MBP来说，主要受益于物质和能量的回收。
酸化势(AP)由SO2、NOx和氨排放引起，营养势(NP)由氨和NOx排放引起。这两种负担相对较低，并通过回收材料和能源的信用来平衡。
人体潜在毒性主要是铬、镉和镍等重金属的气体排放。当废物或废物部分燃烧时，这些金属被高度动员。这种选择，以及包括rdf部分回收的MBP选择，最终会带来更高的负担。在垃圾填埋场中，一定比例的重金属可以被认为储存了几千年，这取决于缓冲容量和垃圾填埋场中腐殖质样物质的产生。因此，垃圾填埋具有最低的人类毒性潜力。
本章只介绍了LCA的方法及其在气候控制措施中的应用;raybet雷竞技最新详细的废物管理过程以及更多的例子温室气体效应对各种过程的评价将在以下章节中给出。
继续阅读:利用堆肥固碳
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